KR20120106307A

KR20120106307A - 자동 초점 조절 장치

Info

Publication number: KR20120106307A
Application number: KR1020110024343A
Authority: KR
Inventors: 마사타카 하마다
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2012-09-26
Also published as: US20120236198A1; KR101710632B1; US8797449B2

Abstract

본 발명은 자동 초점 조절 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절 장치는 백래쉬가 존재하는 시스템에서도 올바르게 동체 속도 검출을 하여 동체 예측 AF를 수행할 수 있다.

Description

자동 초점 조절 장치{Auto focusing apparatus}

본 발명은 자동 초점 조절 장치에 관한 것이다.

종래, 카메라의 광축 방향으로 움직이는 피사체에 핀트를 맞추는 목적으로, 일안리플렉스 카메라 시스템에서는 위상차이 AF모듈을 이용한 동체 예측 AF를 하고 있다. 그런데 촬상 센서를 이용한 콘트라스트 AF 방식의　카메라에서는 사전에 초점 렌즈의 목표 위치를 얻을 수 없고, 초점 렌즈의 피크 검출에 시간이 필요하므로 움직이는 피사체에 대해 초점을 맞추는 것이 용이하지 않다.

본 발명의 일 실시 예는 초점 제어에 백래쉬가 존재하고 있는 시스템에서도 동체 속도 검출을 할 수 있는 자동 초점 조절 장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절 장치는 초점 렌즈; 상기 초점 렌즈를 구동하는 구동부; 상기 초점 렌즈를 통과한 광학 신호를 촬상해 영상 신호로 생성하는 촬상 소자; 상기 영상 신호로부터 초점 상태에 관한 초점 평가값을 계산하는 초점 평가값 계산부; 상기 초점 평가값의 피크에 대응하는 상기 초점 렌즈의 목표 위치를 검출하는 피크 위치 검출부; 및 상기 초점 렌즈를 제1 방향만으로 구동하여 획득한 피크 위치를 이용하여 동체의 예측 연산을 수행하는 연산부를 포함한다.

상기 자동 초점 조절 장치는 상기 동체의 예측 연산의 결과를 이용해서 동체 예측 위치를 계산하고, 상기 초점 렌즈를 구동해서 초점조절을 수행하면서 상기 초점 렌즈의 상기 제1 방향의 구동에서 상기 동체 예측 위치로 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동부는 상기 초점 렌즈를 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 역방향인 제2 방향으로 구동할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 방향은 백래쉬에 의한 오차를 보상하기 위한 방향인 것을 특징으로 한다.

상기 구동부는 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 역방향인 제2 방향으로 구동하고, 상기 피크 위치 검출부는 상기 초점 렌즈를 제1 방향 및 상기 제2 방향으로의 구동을 통해 백래쉬를 보상한 피크 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.

상기 연산 수단은 상기 제1 방향의 제1 피크 위치 및 상기 제1 방향의 제2 피크 위치, 및 상기 제1 피크 위치와 상기 제2 피크 위치 사이의 시간 차이를 이용해 상기 동체의 속도를 연산하는 것을 특징으로 한다.

상기 연산 수단은 상기 제1 방향의 제1 피크 위치와 상기 제1 피크 위치에서의 시간, 상기 제1 방향의 제2 피크 위치와 상기 제2 피크 위치에서의 시간, 및 상기 제1 방향의 제3 피크 위치와 상기 제3 피크 위치에서의 시간을 이용해서 상기 동체의 속도를 연산하는 것을 특징으로 한다.

상기 자동 초점 조절 장치는 상기 동체의 속도와 노출 시각까지의 시간부터 합초 위치를 연산하여 동체 예측 AF를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 초점 평가값 계산부는 상기 제1 방향으로 1VD 신호의 기간 동안, 상기 초점 렌즈를 소정량 구동시켜 적어도 1회의 초점 검출 평가값을 계산하고, 상기 제1 방향의 역방향으로 상기 1VD 신호의 기간 동안, 상기 초점 렌즈를 소정량 구동시켜 적어도 1회의 초점 검출 평가값을 계산하는 것을 특징으로 한다.

상기 소정량은 초점 심도 이상의 디포커스량인 것을 특징으로 한다.

상기 초점 평가값 계산부는 상기 제1 방향으로 1VD 신호의 기간 동안, 상기 초점 렌즈를 미소량 구동시켜 상기 초점 검출 평가값을 계산하고, 상기 제1 방향의 역방향으로 상기 1VD 신호의 기간 동안, 상기 초점 렌즈를 미소량 구동시켜 상기 초점 검출 평가값을 계산하는 것을 특징으로 한다.

상기 미소량은 초점 심도 정도의 디포커스량인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 초점 조절 장치는 카메라의 광축방향으로 움직이는 피사체에도 초점이 맞는 사진을 촬영할 수 있다.

또한, 자동 초점 제어에 백래쉬가 존재하는 경우에도 올바른 동체 속도 검출을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 자동 초점 조절 장치의 일 실시 예에 따른 디지털 촬영 장치(1)를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 자동 초점 조절 장치의 다른 실시 예에 따른 디지털 촬영 장치(2)를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에서 설명하는 카메라 제어부의 일 실시 예를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명에서 컨트라스트(Contrast) AF 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 초점 평가값의 산출을 요구하는 타이밍과 초점 렌즈 위치의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 카메라의 타이밍과 초점 렌즈 위치의 관계를 나타낸 타이밍도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예로서, 콘트라스트 AF를 이용하여 동체를 검출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 12는 본 발명의 다른 실시 예로서, 콘트라스트 AF를 이용하여 동체를 검출하는 것과 그 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 20은 본 발명의 또 다른 실시 예에 카메라 동작을 설명하기 위한 흐름도들이다.

첨부된 도면들을 참조해 본 발명의 실시 예들에 대해서 설명하도록 한다.

{디지털 촬영 장치의 구성 및 동작}

도 1은 본 발명의 자동 초점 조절 장치의 일 실시 예에 따른 디지털 촬영 장치(1)를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 디지털 촬영 장치(1)는 교환식 렌즈(100)와 본체부(200)를 포함한다. 상기 교환식 렌즈(100)는 초점 검출 기능을 구비하고, 상기 본체부(200)는 상기 교환식 렌즈(100)가 초점 렌즈(104)를 구동하도록 제어하는 기능을 구비한다.

교환식 렌즈(100)(이하, '렌즈'라고 한다)는 결상 광학계(101), 줌 렌즈 위치 감지 센서(103), 렌즈 구동부(105), 초점 렌즈 위치 감지 센서(106), 조리개 구동부(108), 렌즈 제어부(110), 렌즈 마운트(109)를 포함한다.

결상 광학계(101)는 줌 조절을 위한 줌 렌즈(102), 초점 위치를 변화시키는 초점 렌즈(104) 및 조리개(107)를 포함한다. 줌 렌즈(102) 및 초점 렌즈(104)는 복수의 렌즈를 조합한 렌즈 군으로 구성될 수 있다.

줌 렌즈 위치 감지 센서(103) 및 초점 렌즈 위치 감지 센서(106)는 각각 줌 렌즈(102)와 초점 렌즈(104)의 위치를 감지한다. 초점 렌즈(104)의 위치를 감지하는 타이밍은 렌즈 제어부(110) 또는 후술하는 카메라 제어부(209)에 의해서 설정될 수 있다. 예를 들면 상기 초점 렌즈(104)의 위치를 감지하는 타이밍은 영상 신호로부터 초점 검출을 수행하는 타이밍일 수 있다.

렌즈 구동부(105) 및 조리개 구동부(108)는 렌즈 제어부(110)에 의해서 제어되어 각각 초점 렌즈(104) 및 조리개(107)를 구동한다. 특히, 렌즈 구동부(105)는 초점 렌즈(104)를 광축 방향으로 구동한다.

렌즈 제어부(110)는 감지한 초점 렌즈(104)의 위치 정보를 본체부(200)에 보낸다. 이때, 렌즈 제어부(110)는 초점 렌즈(104)의 위치에 변화가 있는 경우, 또는 카메라 제어부(209)로부터 초점 렌즈(104)의 위치 정보의 요청이 있는 경우에 상기 검출한 초점 렌즈(104)의 위치 정보를 본체부(200)에 전달할 수 있다.

렌즈 마운트(109)는 렌즈 측 통신 핀을 구비하고, 후술하는 카메라 측 통신 핀과 서로 맞물려 데이터, 제어 신호등의 송신 경로에 사용된다.

다음에 본체부(200)의 구성에 대해 설명한다.

본체부(200)는 뷰파인더(EVF)(201), 셔터(203), 촬상 소자(204), 촬상 소자 제어부(205), 표시부(206), 조작부(207), 카메라 제어부(209) 및 카메라 마운트(208)를 포함할 수 있다.

뷰 파인더(201)는 액정 표시부(202)를 구비하고, 촬상 시에 영상을 실시간으로 확인할 수 있다.

셔터(203)는 촬상 소자(204)에 빛이 인가되는 시간, 즉 노출 시간을 결정한다.

촬상 소자(204)는 렌즈(100)의 결상 광학계(101)를 통과한 광학 신호를 촬상해 영상 신호를 생성한다. 촬상 소자(204)는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 광전 변환부들 및 상기 광전 변환부들로부터 전하를 이동시켜 영상 신호를 독출하는 수평 전송로 등을 포함할 수 있다

촬상 소자 제어부(205)는 타이밍 신호를 생성하고, 타이밍 신호에 동기 해 촬상 소자(204)가 촬상하도록 제어한다. 또한, 촬상 소자 제어부(205)는 각 주사선으로의 전하 축적이 끝나면 영상 신호를 차례로 독출한다. 독출한 영상 신호는 카메라 제어부(209)에서 초점 검출에 사용된다.

표시부(206)는 각종 영상 및 정보가 디스플레이된다. 상기 표시부(206)는 유기 발광 표시장치(OLED)나 액정표시장치(LCD) 등을 사용할 수 있다.

조작부(207)는 디지털 촬영 장치(1)의 조작을 위하여 사용자로부터의 각종 명령을 입력하는 부분이다. 조작부(207)는 셔터 릴리스 버튼, 메인 스위치, 모드 다이얼, 메뉴 버튼 등 다양한 버튼을 포함할 수 있다.

카메라 제어부(209)는 촬상 소자(204)에서 생성한 영상 신호에 대해서 초점 검출을 수행하여 초점 평가값을 산출한다. 또한, 촬상 소자 제어부(205)에서 생성한 타이밍 신호에 의해, 초점 검출 시각마다 초점 평가값을 산출 및 저장하고, 렌즈(100)로부터 송신된 렌즈 위치 정보와 저장된 상기 초점 평가값으로부터 초점 렌즈의 목표 위치를 계산한다. 계산한 초점 렌즈의 목표 위치 결과를 렌즈(100)에 보낸다.

카메라 마운트(208)는 카메라 측 통신 핀을 구비한다.

이하, 렌즈(100) 및 본체부(200)의 개략적인 동작을 설명한다.

피사체를 촬영하는 경우, 조작부(207)에 포함된 메인 스위치(main switch; MS)를 조작해 디지털 촬영 장치(1)의 동작을 개시한다. 디지털 촬영 장치(1)는 다음과 같이 라이브 뷰 표시를 수행한다.

결상 광학계(101)를 통과한 피사체의 광학 신호를 촬상 소자(204)에 입사한다. 이때, 셔터(203)는 열린 상태이다. 피사체로부터의 광학 신호는 촬상 소자(204)에서 전기 신호로 변환되고, 상기 전기 신호로부터 영상 신호가 생성된다. 촬상 소자(204)는 촬상 소자 제어부(205)에서 생성된 타이밍 신호에 의해서 동작한다. 피사체의 상기 영상 신호는 카메라 제어부(209)에서 표시 가능한 데이터로 변환되어 뷰파인더(201) 및 표시부(206)로 출력된다. 이러한 동작이 라이브 뷰 표시이며, 라이브 뷰 표시에 의해서 표시되는 라이브 뷰 영상은 동영상으로서 연속적으로 표시된다.

라이브 뷰 표시가 수행된 후, 조작부(207)에 속하는 셔터 릴리스 버튼을 반누름하면 디지털 촬영 장치(1)는 AF(Auto focusing) 동작을 개시한다. 촬상 소자(204)에서 생성한 영상 신호를 사용해 AF 동작을 수행하는데, 콘트라스트 AF 방식에 따라 콘트라스트값과 관계되는 초점 평가값으로부터 초점 렌즈의 목표 위치를 계산하고, 상기 계산 결과에 기초하여 렌즈(100)를 구동한다. 초점 평가값은 카메라 제어부(209)에서 산출된다. 카메라 제어부(209)는 초점 평가값으로부터 초점 렌즈(104)의 제어를 위한 정보를 계산하고, 정보를 렌즈 마운트(109)와 카메라 마운트(208)에 구비된 통신 핀을 통해 렌즈 제어부(110)에 보낸다.

렌즈 제어부(110)는 수신한 정보를 기초로 렌즈 구동부(105)를 제어해 초점 렌즈(104)를 광축 방향으로 구동시켜 AF를 수행한다. 초점 렌즈(104)의 위치는 초점 렌즈 위치 감지 센서(106)에 의해서 모니터링되어 카메라 제어부(209)에 피드백된다.

사용자에 의해 줌렌즈(102)가 조작되어 주밍 되었을 경우, 줌 렌즈 위치 감지 센서(103)에서 줌 렌즈(102)의 위치가 감지되고, 렌즈 제어부(110)는 초점 렌즈(104)의 AF 제어 파라미터들을 변경해 다시 AF를 수행한다.

상술한 바와 같이 동작해 피사체 영상의 초점이 맞는 상태가 되면, 셔터 릴리스 버튼을 완전누름(S2)하여 디지털 촬영 장치(1)는 노광을 수행한다. 이때, 카메라 제어부(209)는 일단 셔터를 완전하게 닫고, 렌즈 제어부(110)로부터 지금까지 취득한 측광 정보를 조리개 제어 정보로서 카메라 제어부(209)로 보낸다. 렌즈 제어부(110)는 조리개 제어 정보를 기초로 조리개 구동부(108)를 제어하고, 조리개 구동부(108)는 조리개(107)를 적절한 조임값을 갖도록 구동한다. 카메라 제어부(209)는 측광 정보를 기초로 셔터(203)를 제어하고, 적절한 노출 시간으로 셔터(204)를 열어 촬영이 수행되도록 함으로써 피사체 영상을 캡쳐한다.

캡쳐 영상은 영상 신호 처리 및 압축 처리가 수행되어 메모리 카드(212)에 저장된다. 동시에 피사체를 표시하는 뷰파인더(201) 및 표시부(206)에 캡쳐 영상이 출력된다. 이러한 영상을 퀵 뷰 영상이라고 한다.

상기와 같은 과정에 의해서 일련의 촬영 동작이 끝난다.

도 2는 본 발명의 자동 초점 조절 장치의 다른 실시 예에 의한 디지털 촬영 장치를 나타내는 도면이다.

본 실시 예에 따른 디지털 촬영 장치(2)는 도 1에 의한 디지털 촬영 장치(1)와 유사한 구성 및 기능을 가지므로 차이점을 위주로 설명한다. 상기 디지털 촬영 장치(2)는 렌즈(100)와 본체부(200)가 일체형으로 형성되어 렌즈(100)의 교환이 불가능하다. 또한 상기 렌즈(100)와 본체부(200)가 일체형이므로 렌즈 마운트(109) 및 카메라 마운트(208)가 존재하지 않는다. 따라서, 카메라 제어부(209)가 직접 렌즈 구동부(105), 조리개 구동부(108) 등을 제어한다. 또한, 카메라 제어부(209)는 직접 줌 렌즈 위치 감지 센서(103), 초점 렌즈 위치 감지 센서(106)로부터 위치 정보를 직접 수신할 수 있다.

도 3은 도 1에서 도시한 디지털 촬영 장치의 카메라 제어부(209)를 나타내는 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 카메라 제어부(209)는 사전 처리부(220), 신호 처리부(221), 압축/신장부(222), 디스플레이 콘트롤러(223), CPU(224), 메모리 콘트롤러(225), 오디오 콘트롤러(226), 카드 콘트롤러(227), 타이머(228), 메인 버스(230) 등을 포함할 수 있다.

카메라 제어부(209)는 메인 버스(230)를 통해서 각종 지시 및 데이터를 각 부분에 보낸다.

사전 처리부(220)는 촬상 소자(204)에서 생성된 영상 신호를 입력받아 AWB(Auto White Balance), AE(Auto Exposure), AF(Auto Focus)의 연산을 수행한다. 구체적으로, 사전 처리부(220)는 촬상 소자에서 생성한 영상 신호로부터 초점 상태에 관한 초점 평가값을 계산하는 초점 평가값 계산부(AF)를 구비한다. 또한, 노출 및 화이트 밸런스 조절을 위한 평가값을 도출하는 화이트 밸런스 평가값 계산부(AWB), 노출 평가값 계산부(AE)를 구비한다.

신호 처리부(221)는 감마 보정 등, 일련의 영상 신호 처리를 수행해 표시부에 디스플레이 가능한 라이브 뷰 영상이나 캡쳐 영상을 생성한다.

압축/신장부(222)는 JPEG 압축 형식 또는 H.264 압축 형식 등의 압축 형식으로 영상 신호를 압축한다. 압축 처리에 의해서 생성한 영상 데이터를 포함한 영상 파일은 메모리 카드(212)로 송신되어 저장된다.

디스플레이 콘트롤러(223)는 뷰파인더(201)의 LCD(202)나 표시부(206) 등의 표시 화면에의 영상 출력을 제어한다.

CPU(224)는 각 부분의 동작을 전체적으로 제어한다. 또한, 도 1에 의한 디지털 촬영 장치(1)의 경우, CPU(224)는 렌즈(110)와의 통신을 수행한다.

메모리 콘트롤러(225)는 촬영된 캡쳐 영상이나 연상 정보 등의 데이터를 일시적으로 보존하는 메모리(210)를 제어하고, 오디오 콘트롤러(226)는 마이크나 스피커(211)를 제어한다. 또한, 카드 콘트롤러(227)는 캡쳐 영상을 보존하는 메모리 카드(212)를 제어한다. 타이머(228)는 시각을 측정한다.

도 4 내지 도 7은 본 발명에서 콘트라스트(Contrast) AF 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 도 4 내지 도 7에서, 가로축은 초점 렌즈의 렌즈 위치이고, 세로축은 초점 평가값이다.

영상 신호로부터 초점 평가값을 계산한다. 초점 렌즈의 위치에 따른 상기 초점 평가값을 순차적으로 계산하여 초점 평가값의 피크에 대응하는 초점 렌즈의 목표 위치를 결정한다. 여기서, 초점 평가값은 피사체를 촬영한 상기 영상 신호의 콘트라스트에 관한 정보로, 상기 초점 평가값의 피크에 대응하는 초점 렌즈의 목표 위치를 초점이 맞는 상태, 즉 핀이 맞은 상태의 초점 렌즈의 위치로 결정한다.

우선 도 4를 참조하면, 초점 평가값의 피크 검출을 위하여 초점 렌즈를 제2방향으로 고속으로 스캔한다. 여기서, 스캔은 초점 렌즈를 동작시키면서 초점 평가값을 계산하는 과정을 의미한다. 이것을 A구동이라 한다. 그리고 개략적인 피크를 검출한다. 피크를 지나면, 도 5에서와 같이 도 4와 다른 방향 또는 역방향인 제1 방향으로 도 4보다 저속으로 상기 초점 렌즈를 구동해 더욱 정확한 피크를 검출한다. 이것을 B구동이라 한다. 도 5에서 검출한 피크에 대응하는 초점 렌즈의 위치를 목표 위치로 결정할 수 있다. 그리고 도 6에서와 같이, 도 5와 다른 방향 또는 역방향, 즉 도 4와 동일한 제2 방향으로 스캔을 실시한다. 이것을 C 구동이라 한다. 이는 백래쉬 보상을 위하여, 즉 상기 초점 렌즈의 목표 위치로 구동하는 것과 동일한 제1 방향으로 상기 목표 위치로 이동시키기 위하여, 도 6과 같이 제2 방향으로 한번 더 스캔을 행한다. 도 6은 초점 평가값을 도출하는 스캔이 아닌 초점 렌즈 구동일 수도 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며 동체 검출에 이용하기 위하여, 도 6에서도 초점 평가값을 계산하는 스캔을 실시한다. 도 7을 참조하면, 상기 초점 렌즈를 최종의 상기 목표 위치로 이동하는 동작에 대응하는 도 5과 동일한 방향, 즉 상기 제1 방향으로 초점 렌즈를 최종 구동하여 상기 목표 위치로 이동시킨다. 따라서 백래쉬를 보상할 수 있다. 이것을 D 구동이라 한다.

도 8은 초점 평가값의 산출을 요구하는 타이밍과 초점 렌즈 위치의 관계를 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 위로부터, 타임 스케일, 영상 신호 출력 타이밍 VD, 화면 최상부의 주사선, 초점 검출 영역 최상부의 주사선, 초점 검출 영역의 최하부의 주사선, 화면 최하부의 주사선, 영상 정보 독출 타이밍, 초점 평가값 도출 타이밍, 초점 검출 영상 중심 위치 타이밍, 초점 렌즈 위치이다. 여기서 4번째의 초점 평가값 V4를 얻은 후, V4의 값이 지금까지의 초점 평가값보다 작아졌다고 판단하면, 이는 피크를 통과했다고 판단한 시점에 대응한다. 따라서 상기 4번째의 초점 평가값 V4에 대응하는 초점 렌즈의 위치로부터 상기 초점 렌즈를 역방향으로 구동을 실시한다. 그러므로 초점 평가값 V3를 얻은 초점 렌즈의 위치 근방에 초점 렌즈의 목표 위치가 존재한다고 판단할 수 있다. 개략의 피크에 대응하는 초점 렌즈의 위치는 LV3 부근이라고 판단할 수 있다. 피크를 지나친 후 산출한 초점 평가값이 피크보다 작은 경우 역방향 구동을 실시한다.　여기서 초점 평가값 V4 이후의 역방향 구동은 초점 렌즈 구동을 지금까지의 속도 보다 저속으로 등속 구동시킨다. 초점 렌즈의 목표 위치를 정확하게 검출하기 위함이다. 이와 같은 동작들은 상술한 도 4와 도 5에 대응하는 것이다. 그리고 도면에 도시되지는 않았지만, 도 6에서와 같은 역방향의 구동을 실시한다.

도 9는 카메라의 타이밍과 초점 렌즈 위치의 관계를 나타낸 타이밍도이다. 도 9를 참조하면, 횡축에 시간이고, 그래프의 세로축은 초점 렌즈 위치를 나타낸다. 아래의 타이밍 도는 위로부터 셔터 버튼을 반누름하여 진입한 S1 단계, 상기 셔터 버튼을 완전 누름하여 진입하는 S2 단계, 촬영 영상의 표시인 Image　view 신호, 셔터 신호, 조리개 신호, 촬상 센서에의 노광 신호, 노광 영상 독출 신호이다.

도 9는 S1과 S2가 동시에 ON 되었을 경우의 타이밍을 나타낸다. S1이 ON되어 AF를 개시하는 경우, 고속의 등속도로 초점 렌즈를 제2 방향으로 구동한다. 이는 도 4의 A 구동이다. 피크를 지난 경우 저속 등속도로 초점 렌즈를 상기 제2 방향의 반대인 제1 방향으로 구동한다. 도 5에 대응하는 B 구동이다. 여기서, 초점 평가값의 피크에 대응하는 초점 렌즈의 목표 위치를 계산한다. 그리고 재차 상기 제2 방향으로 상기 초점 렌즈를 구동한다. 도 6에 대응하는 C 구동이다. 마지막으로 백래쉬 보상을 위한 상기 제1 방향으로 상기 초점 렌즈를 구동한다. 이는 도 7에 대응하는 D 구동이다. 상기 초점 렌즈를 목표 위치로 구동함으로써 AF를 완료한다. 그리고 촬영 영상의 표시를 지우고, 셔터를 일단 닫는다. 동시에 조리개를 개방 상태로부터 적정 조임까지 조인다. 상기 촬영 영상의 표시를 지우고, 셔터를 일단 닫으며, 조리개를 적정 조임까지 조이는 동작 중 적어도 어느 하나는 노출 준비 동작에 포함될 수 있다. 노출 준비가 완료되면 셔터를 연다. 그리고 상기 초점 렌즈를 상기 목표 위치로 이동하여 합초시킨 후부터 노출 준비 완료까지의 시간을 릴리즈 타임 래그라고 한다. 또한, 상기 초점 렌즈를 상기 목표 위치로 이동하여 합초시킨 후부터 S2를 ON 했을 경우는, S2 ON 후 셔터가 열릴 때까지의 시간을 릴리즈 타임 래그라고 한다.

셔터가 열리면, 촬상 소자에서 노광이 개시되고, 적정 노광이 끝나면 재차 셔터를 닫는다. 그리고 촬상 소자에 축적된 정보를 독출한다. 독출 후, 다시 셔터를 열고, 조리개를 개방한다. 그런데 피사체가 렌즈 광축 방향으로 움직이고 있는 경우, 도 9에서 도시한 바와 같이, 합초(In　Focus)를 위한 초점 렌즈의 목표 위치를 검출한 시각부터 최종적으로 상기 초점 렌즈를 상기 목표 위치로 이동시켜 합초가 될 때까지의 시간에 타임 래그가 있다. 상기 타임 래그 동안에도 피사체는 움직일 수 있다. 또한, 릴리즈 타임 래그의 시간 동안에도 피사체는 움직일 수 있다. 따라서, 합초 상태의 초점 렌즈의 위치로부터 실제 노광시에 핀트 차이가 발생할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는 이러한 핀트 차이를 보정한다. 이러한 AF를 동체의 핀트 위치를 예측하므로 동체 예측 AF라고 정의한다.

도 10은 콘트라스트 AF를 이용해 동체를 검출하는 방법을 나타낸다. 횡축이 초점 렌즈 위치에서 우측이 근 방향, 세로축은 AF 평가값이다. 동체의 경우의 AF평가값의 분포를 나타낸다. AF를 개시할 때는 도 4의 A 구동을 하고나서, 다음에 B 구동을 수행한다. B 구동에 의해 최초의 피크 위치가 구해진다. 그 위치를 B1로 한다. 다음에 도 6에 도시된 C 구동을 실시하지만, 그때도 초점 검출 평가값을 계산한다. 다만 피크 위치는 백래쉬량을 보상한 개략적인 위치이지만, 그 피크를 검출한다. 정지 피사체인 경우, 피크 위치는 B1과 거의 같지만, 동체의 경우 C1으로 이동하고 있다. 그리고, B1≠C1＋BKL이기 때문에 동체라고 판단할 수 있다. 그리고, 도 7의 D 구동을 실시하지 않고 다시 B 구동을 실시하여 B2에 피크를 검출한다. 즉 피사체는 동체이며, 피크 위치는 B2로 이동했다고 판단한다. 동체의 경우는 그 촬상면에서의 속도를 계산한다. 피사체가 비교적 늦은 일정 속도이면 촬상면으로의 속도도 일정 속도로 근사할 수도 있다. 여기서, B1와 B2의 피크 위치의 변화와 그 변화에 필요한 시간 t1으로부터 동체 속도를 계산한다. 피사체의 촬상면 속도 Sv는 다음 수학식 1과 같이 계산될 수 있다. 　

[수학식 1]

Sｖ=(B1－B2)/t1　

다음의 초점 검출 평가값을 얻는 시점까지의 시간 t2를 사용하면, 다음의 초점 검출 평가값을 얻는 시점으로의 동체 보정값 ΔB3는 다음 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.

[수학식 2]

ΔB3=Sv*t2

여기서, 릴리즈되고 있는 경우는 릴리즈 타임 래그분 T의 보정값 ΔR은 다음 수학식 3과 같이 계산될 수 있다.

[수학식 3]

ΔR=Sv*T

릴리즈 시점에서의 피크 위치 Rx를 계산할 수 있어 그 위치에 초점 렌즈를 구동시키는 동체 예측 AF를 실시할 수 있다.

여기서, Sｖ를 계산하는 경우에 B1, B2를 이용하고 있는 것은, 백래쉬가 보상되고 있을 방향으로의 정보만을 사용하는 것으로 백래쉬의 오차분을 계산 과정에 포함되지 않도록 하기 위함이다. 역방향 구동으로 백래쉬가 없는 렌즈라고 판단했을 경우는 Sv는 다음 수학식 4와 같이 계산될 수도 있다.

[수학식 4]

Sｖ=(B1－C1)/t1

또한, B1와 B2만으로 동체 속도를 계산했지만 초점 검출 평가값에는 노이즈에 의한 격차도 있다. 따라서, B3까지를 계산해 평균화 처리를 할 수도 있다. 즉, 이 경우　다음 수학식 5를 통해 각각 Sｖ1 및 Sｖ2를 계산하고, 다음 수학식 6와 같이 계산할 수도 있다.

[수학식 5]

Sv1=(B1-B2)/t1

Sv2=(B2-B3)/t2

[수학식 6]

Sｖ=(Sｖ1＋Sｖ2)/2

그리고, AF중의 보정값 및 릴리즈시의 보정값을 각각 다음 수학식 7 및 8을 통해 계산할 수도 있다.

[수학식 7]

ΔB4=Sｖ*t3

[수학식 8]

ΔR=Sv*T

피사체의 속도가 빠른 경우는, 다음과 같은 연산식을 사용할 수 있다. 촬영 렌즈의 전측 초점거리가　f, 후측 초점거리가 f'이고, 전측 초점 위치로부터 피사체까지의 거리를 d, 촬상 렌즈의 후측 초점 위치로부터 촬상면까지의 거리를 z로 해, 일정 속도로 피사체가 카메라에 가까워지는 경우의 촬상면 위치 Z(t)로 하면, Z(t)는 다음 수학식 9와 같이 정의할 수 있다.

[수학식 9]

그리고, 상기 Z(t)를 2차 함수로 근사화하면, 다음 수학식 10과 같다.

[수학식 10]

Z(t)=At²＋Bt＋C

그리고, t에서 다음의 초점 평가값을 얻는 시점까지의 시간 tx, 릴리즈 타임 래그 시간 T를 사용해 릴리즈시의 동체 예측 AF를 실시하는 것도 가능하다.

동체 검출을 수행하는 다른 실시 예로서, 워브링 동작을 수행하는 방법이다. 워브링 동작은 도 11에 도시된 것처럼 초점 렌즈 구동을 실시한다. 도 11에 도시된 횡축에 초점 렌즈 위치, 세로 축에 초점 검출 평가값을 나타낸다. LVpk가 피크 위치, 피크값이 Vpk, PK가 피크를 가리킨다. 렌즈 위치 방향으로dx의 미소 진동을 실시한다. 그러면 초점 검출 평가값도 거기에 따라 dy의 출력 변화가 일어난다.

도 12를 참조하여 타이밍의 예를 설명한다. 이것은 1 VD, 즉 1 필드에 1회씩 촬상 센서에 의한 노출을 실시해, 4VD의 주기에 워브링 동작을 실시하는 경우를 나타낸다. 여기서, (a)는 수직 동기 신호(VD), (b)는 초점 렌즈 위치, (c)는 노출, (d)는 영상 신호 독출, (e)는 독출 타이밍 신호, (f)는 초점 검출 평가값 계산, (g)가 렌즈 구동 제어 신호가 된다.

우선 최초로 초점 렌즈는 먼 곳 방향으로부터 근 방향으로 3 Fδ정도 이동한다. 여기서, F는 촬영 렌즈 넘버이고, δ는 허용착란원(permissible circle of confusion)이고, Fδ는 초점 심도값이다. 그 사이 영상 신호를 얻는다. 그리고 초점 렌즈는 근 위치에서 정지해, 영상 신호를 얻는다. 그리고 재차 먼 곳 방향으로 이동해 먼 위치에서 정지해, 영상 신호를 얻는다. 이것을 각각 1 VD단위로 실시한다. C의 영상 신호는 밝기에 따라 적분 시간이 바뀐다. e1로 얻은 영상 신호는 다음의 VR2의 타이밍 내에 읽어낸다. 각각 1 VD 이내이다. 그리고 다음의 AF3의 타이밍에 초점 검출 평가값을 얻는다. 그 결과를 사용해 다음의 LD4의 렌즈 제어를 변화시켜 간다. 이것이 워브링 동작이다. 이와 같이 실시하여 콘트라스트의 피크 위치에 AF 시킨다.

전술한 워브링 동작을 사용하고, 도 10과 같은 동체 검출을 실시한다. 워브링 동작을 실시하면서 피크를 찾아, 피크 위치 B1, 피크 위치 B2를 계산한다. 도 4 내지 7의 동작과 비교해 피크 위치의 방향 판단을 빨리 할 수 있다. 피크 위치 검출과 동체 속도 검출 방법은 도 4 내지 7을 참조하여 설명한 바와 유사하다.

이하, 본 발명에 관한 자동 초점 조절 장치의 제어 방법으로서, 디지털 카메라의 제어 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이하의 실시 예들에서는 상기 자동 초점 조절 장치로서 디지털 촬영 장치를 예시하나, 이에 한정하는 것은 아니며 AF 카메라를 부착한 모바일폰, 스마트폰, PMP 등 다양한 디지털 기기에 적용 가능하다.

도 13은 카메라 기동시의 동작 A1을 설명하기 위한 순서도이다. 도 13을 참조하면, 카메라의 main　switch(SM)이 온 되어　카메라가 기동하면, 조작부인 KEY 조작을 검출한다(S101). 그리고 카메라의 모드 다이얼(mode　dial)이나 메뉴 버튼을 이용하여 카메라 모드를 설정한다(S102). 교환 렌즈로부터 카메라의 동작에 필요한 렌즈 정보를 본체에 입력한다(S103). 상기 렌즈 정보는 제어 회로(도 1의 110)내의 렌즈 메모리(도 1의 112)에 저장되어 있는 렌즈 고유의 각 파라미터로 AF, AE, AWB, 화질 제어에 필요한 정보를 포함할 수 있다. 도 1에서와 같은 교환 렌즈 타입의 카메라의 경우에는 렌즈 정보를 렌즈로부터 본체에 입력하지만(S103), 도 2의 렌즈 일체형 카메라의 경우에는 KEY 조작으로부터 설정 정보를 얻을 수 있다. 그리고 셔터 릴리즈 버튼을 반누름하여 S1　스위치를 on시켜 AF(auto focusign)를 개시할 수 있다.

촬상 소자의 주기적 촬상을 개시한다(S104). 측광을 실시해 AE의 연산을 실시하고, AWB의 연산을 실시한다(S105). 그리고 라이브뷰(Live　view) 영상을 표시한다(S106). 메인 스위치(SM)이 오프 되었는지 판단한다(S107). 오프되어 있지 않으면 S101로 돌아와 이후 단계들을 반복한다. 메인 스위치(SM)가 오프되어 있으면, 카메라를 정지시키고(S108), 카메라 동작 A1을 종료한다.

도 14는 라이브 뷰를 하고 있을 때, 릴리즈 버튼이 반 누름이 되어 S1이 온되는 경우 S1 동작　A2가 개시한다. 동작　A2는 도 9에 도시된 것처럼 AF 동작을 실시한다. S201에서는 초점 렌즈를 제2 방향으로 고속 등속 구동을 개시한다. 구동하면서 S202에서 초점 검출 평가값을 산출한다. 이것은 도 9에 도시된 A 구동에 의한 AF스캔을 실시하는 것이다. S203로 초점 검출 평가값이 피크를 넘었는지 판단한다. 넘지 않으면 S202에 돌아와, AF스캔을 반복한다. 피크를 넘으면 S204로 진행하여, 동체 예측 플래그를 리셋한다. 이는 플래그의 초기설정이다. 다음에 S205에서는 초점 렌즈를 제1 방향으로 저속 등속 구동을 개시한다. 이것은 도 9에 도시된 B 구동에 의한 AF스캔이다. S206로 초점 검출 평가값을 산출해, S206로 피크를 넘었는지 판단한다. 피크를 넘을 때까지 AF스캔을 반복한다. 여기서 검출한 피크 위치가 합초할 위치가 된다. 그리고, S208에서 피크 위치 B0를 기억한다. 그리고 다시 이 피크 위치에 백래쉬 오차가 없도록 제어하기 위한 구동 제어를 시작한다. S209로 초점 렌즈를 제2 방향으로 고속 등속 구동을 개시한다. 구동하면서 S210에서 초점 검출 평가값을 산출한다. 이것은 도 9에 도시된 C 구동이다. S211에서, 다시 피크를 넘는 판단까지 AF스캔을 실시한다. 그리고 S212에서, 초점 렌즈를 제1 방향으로 피크 위치 B0를 향해서 고속 구동을 실시한다. 여기에서는 초점 검출 평가값을 산출은 필요하지 않다. 이것은 도 9에 도시된 D 구동이다. 여기서 AF가 완료한다. 그리고 S213에서 합초 표시를 실시한다. S214에서 초점 검출 평가값 산출을 실시해, S215에서 초점 검출 평가값이 변화했는지를 판단한다. 초점 검출 평가값의 변화가 없는 경우, S214로 되돌아가 초점 검출 평가값 산출을 반복하면서 셔터 버튼의 전 누르기 S2의 온을 기다린다. 초점 검출 평가값이 변화하고 있으면, 피사체가 변화하고 있었다고 판단한다. 즉 동체일 가능성이 있다고 판단한다.

　　 초점 검출 평가값이 변화하고 있으면, S216에서 초점 렌즈를 제2 방향으로 저속 등속 구동을 개시한다. 구동하면서 S217에서 초점 검출 평가값을 산출한다. 그리고 S218에서 피크를 넘었는지를 판단한다. 이 판단에는 범위를 설정한다. 즉 소정량 구동 이내에 피크가 있으면 S219로 진행하여, 소정량 이상 구동하고 있어도 S219로 진행한다. S219에서는 초점 렌즈를 제1 방향으로 저속 등속 구동을 개시한다. 구동하면서 S220에서 초점 검출 평가값을 산출한다. 그리고 S221로 피크를 넘었는지를 판단한다. 이 판단에서도 범위를 설정한다.소정량 구동 이내에 피크가 있으면 S222로 진행하여, 소정량 이상 구동하고 있어도 S222로 진행된다. S222로 피크 위치 B1를 획득한다. 피크가 없는 경우는 통상 수치가 존재하지 않는 0이나 최대치를 설정해 둔다.　S223에서 피크 위치의 판단을 실시한다. 즉 B1=B0인지 어떤지를 판단해, 같으면 S213로 되돌아와, 합초 상태의 처리를 계속한다.　즉, 초점 검출 평가값이 변화했지만 피크 위치를 확인하여 위치가 같으면, S213으로 돌아오는 것이다. 피크 위치가 다른 경우, 또는 피크가 없는 경우는 A21로 진행한다.

도 15를 참조하여, A21의 처리의 하나의 실시 예로서 A21a를 설명한다. 우선 S231에서는 초점 렌즈를 제2 방향으로 저속 등속 구동을 개시한다. 구동하면서 S232에서 초점 검출 평가값을 산출한다. 그리고 S233에서 피크를 넘었는지를 판단한다. 이 판단에는 범위를 설정한다. 소정량 구동 이내에 피크가 있으면 S234로 진행하여, 소정량 이상 구동하고 있어도 S234로 진행한다. S234에서는 도 10에 도시된 피크 위치 C1를 획득한다. 그리고, S235에서, B1=C1＋BKL인지 어떤지의 판단을 실시한다. 백래쉬량 BKL를 포함해 B1의 위치와 동일하면, 동체가 아니라고 판단해, 도 14에 도시된 A20의 S204로 되돌아온다.

S235에서 B1=C1＋BKL가 아니면 S236에서 초점 렌즈를 제1 방향으로 저속 등속 구동을 개시한다. 구동하면서 S237에서 초점 검출 평가값을 산출한다. 그리고 S238로 피크를 넘었는지를 판단한다.이 판단에도 범위를 설정한다.소정량 구동 이내에서 피크가 있으면 S239로 진행하여, 소정량 이상 구동하고 있어도 S239로 진행한다. S239에서는 도 10에 도시된 피크 위치 B2를 획득한다. S240에서 B2를 얻지 못하는 경우에는 카메라가 패닝된 가능성이 높다고 판단해, 도 14에 도시된 A20의 S204로 되돌아와, 재차 AF스캔을 실시한다. S240에서 B2를 얻는 경우에는 피사체가 동체라고 판단하고, S241에서, 동체 속도 Sｖ및 동체 보정량 ΔB3를 각각 계산한다. 도 10에 도시된 것처럼, B1, B2, t1, t2로부터 Sｖ 및 ΔB3를 계산한다. 그리고 S242에서, 동체 예측 플래그를 설정한다. 그리고 초점 렌즈를 제2 방향으로 저속 등속 구동을 실시하는 경우에, ΔB3 만큼을 보정한다. 그리고 A22a의 S232로 돌아와 동체 추적을 반복한다.

동체 추적을 반복하고 있을 때에 셔터 버튼이 전 밀기 S2가 온 되었을 경우, 도 16의 S2 동작 A3를 개시한다. 최초부터 S1 및 S2가 온 된 경우는 최초의 합초 후 즉시 개시한다. 우선, S301에서 동체 예측 플래그가 설정되었는지 판단한다. 동체 예측 플래그가 설정된 경우는, S302로 진행하여 도 10에 도시된 것처럼 릴리즈 타임 래그 T의 동체 보정량을 연산한다. 보정량 ΔR=Sｖ*T이다. 그리고 S303에서, 초점 렌즈를 현재의 구동 방향으로 ΔR까지 고속 구동을 실시한다. S301로 동체 예측 플래그가 설정되지 않은 경우는 S304로 진행한다. S304에서는 정지 화면을 캡쳐하고, S305에서, 일정 시간 동안 캡쳐 화상을 표시한다. 그리고 도 13의 A1으로 돌아온다.

도 17 및 18을 참조하여, A21의 처리의 다른 실시 예로서 A21b를 설명한다. 여기에서는 B1,B2,B3의 3개의 정보를 사용해 동체 속도를 계산한다. 도 15와 다른 부분을 주로 설명한다. S401 내지 S409는 도 15의 S231 내지 S239와 동일하다. S410에서, B1 및 B2로부터 동체 속도 Sｖ1을 계산한다. 도 10에 도시된 B1부터 B2에 이르는 속도이다. 여기서, Sｖ1=(B1-B2)/t1이다. 그리고 S411 내지 S419와 같이 B2로부터 B3의 피크까지 스캔 동작을 실시해, S419에서, 피크 위치 B3를 획득한다. S420에서 B3를 얻을 수 없었으면, 카메라가 패닝되었다고 판단해, A20로 되돌아와, AF스캔을 계속한다. S420로 B3가 얻어지고 있으면, S421에서 B2 및 B3로부터 동체 속도 Sｖ2를 계산한다. 도 10에 도시된 B2로부터 B3에 이르는 속도이다. Sｖ2=(B2-B3)/t2가 된다. 그리고 동체 속도를 평균 처리해, Sｖ=(Sv1＋Sｖ2)/2로 계산한다. 그리고, 동체 보정량 ΔB4=Sｖ*t3로 계산한다. 다음에 S422에서 동체 예측 플래그를 설정하고, S423에서 초점 렌즈를 제2 방향으로 저속 등속 구동을 실시하는 경우에, ΔB4를 보정한다.그리고 도 17의 A23b의 S402로 돌아와 동체 추적을 반복한다.

도 19를 참조하여 또 다른 실시 예로서 워브링을 사용한 동체 예측 AF를 설명한다. 우선, S501에서 초점 렌즈를 제2 방향으로 저속 등속 구동을 개시한다. 구동하면서 S502에서 초점 검출 평가값을 산출한다. 그리고 S503로 피크를 넘었는지를 판단한다. 소정량 구동 이내에서 피크가 있으면 S504로 진행된다. S504에서는 동체 예측 플래그를 리셋한다. 그리고 S505에서 초점 렌즈를 제1 방향으로 저속 등속 구동을 개시해, S506에서 초점 검출 평가값을 계산한다. 그리고 S507에서 피크를 지났다는 판단을 할 때까지 반복한다. 피크를 넘으면 피크 위치 B0를 S508에서 기억한다. 이것이 합초 위치이다. 그리고 백래쉬 보상을 위한 동작 때문에, S509에서 초점 렌즈를 제2 방향으로 고속 구동을 실시해, S510에서 초점 렌즈를 제1 방향으로 피크 위치 B0까지 고속 구동을 실시한다. 그리고 S511에서 합초 표시를 실시한다. 다음에 S512에서 초점 검출 평가값을 산출하고, S513에서 초점 평가값이 변화했는지를 판단한다. 변화하고 있지 않으면 S512로 되돌아와, 초점 검출 평가값 산출과 판단을 반복한다. 초점 평가값에 변화가 있으면 S514로 진행된다. S514에서 초점 렌즈를 제1 방향으로 nFδ/2 미소량 만큼 구동을 실시한다. 여기서, n는 1 내지 3 정도의 수치이고, F는 촬영 렌즈의 밝기를 나타내는 수치이고, δ는 심도이다. 그리고 S515단계에서 초점 검출 평가값 V1를 획득한다. 다음에 S516에서 초점 렌즈를 제2 방향으로 nFδ정도의 미소량만 구동을 실시한다. 그리고 S517에서 초점 검출 평가값 V2를 획득한다. S518에서 V1=V2인지 어떤지 판단한다. 피크 위치의 초점 검출 평가값이 변화했지만, 재차 측정한 피크 위치 전후의 V1와 V2가 동일한 경우는 동체가 아니고, 피사체가 같은 위치에 정지하고 있었다고 판단해, S504로 되돌아와 AF스캔을 실시한다. 동일하지 않으면 도 20의 B21로 진행한다.

도 20을 참조하면, S521에서 초점 렌즈를 제1 방향으로 nFδ 미소량만 구동을 실시한다. 그리고 S522에서 초점 검출 평가값을 산출한다. 그리고 S523에서 피크를 넘었는지를 판단해, 피크를 넘지 않으면 S521로 돌아온다. 피사체가 정지하고 있으면 일반적으로 피크를 넘는다. 넘지 않은 경우에 동체일 가능성이 있다. 피크를 지난 경우는 S524에서 피크 위치 B1를 획득한다. 다음에 S525 내지 S527에서, 제2 방향, 즉 제1 방향과 역방향으로 같은 동작을 실시하고, 또 다시 S528 내지 S530에서, 초점 렌즈를 제1 방향으로 같은 동작을 실시한다. 그리고 S531에서 피크 위치 B2를 획득한다. 그리고 S532에서, 동체 속도 Sｖ를 Sｖ=(B1-B2)/t1로 계산하고, AF 스캔 중의 동체 보정량 ΔB3를 ΔB3=Sｖ*t2로 계산한다. 그리고 S533에서 동체 예측 플래그를 설정한다. S534에서 초점 렌즈를 제1 방향으로 동체 보정량 ΔB3까지 저속 구동을 실시해, B21의 S521로 돌아온다. 이와 같이 동체 보정 AF를 실시하고 있는 도중에 셔터 버튼의 전 밀기 S2가 온 되면, 도 16의 S2 동작 A3를 실행해, 릴리즈 타임 래그 중의 동체 보정을 실시하고, 정지화면 캡쳐한다.

소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 본 발명의 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 상기 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 상기 메모리에 저장되고, 상기 프로세서에서 실행될 수 있다.

본 발명에서 인용하는 공개 문헌, 특허 출원, 특허 등을 포함하는 모든 문헌들은 각 인용 문헌이 개별적으로 및 구체적으로 병합하여 나타내는 것 또는 본 발명에서 전체적으로 병합하여 나타낸 것과 동일하게 본 발명에 병합될 수 있다.

본 발명의 이해를 위하여, 도면에 도시된 바람직한 실시 예들에서 참조 부호를 기재하였으며, 상기 실시 예들을 설명하기 위하여 특정 용어들을 사용하였으나, 상기 특정 용어에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당업자에 있어서 통상적으로 생각할 수 있는 모든 구성 요소들을 포함할 수 있다.

본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단", "구성" 등과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

Claims

초점 렌즈;
상기 초점 렌즈를 구동하는 구동부;
상기 초점 렌즈를 통과한 광학 신호를 촬상해 영상 신호로 생성하는 촬상 소자;
상기 영상 신호로부터 초점 상태에 관한 초점 평가값을 계산하는 초점 평가값 계산부;
상기 초점 평가값의 피크에 대응하는 상기 초점 렌즈의 목표 위치를 검출하는 피크 위치 검출부; 및
상기 초점 렌즈를 제1 방향으로 구동하여 획득한 피크 위치를 이용하여 동체의 예측 연산을 수행하는 연산부를 포함하는 자동 초점 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 동체의 예측 연산의 결과를 이용해서 동체 예측 위치를 계산하고, 상기 초점 렌즈를 구동해서 초점조절을 수행하면서 상기 초점 렌즈의 상기 제1 방향의 구동에서 상기 동체 예측 위치로 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 초점 렌즈를 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 역방향인 제2 방향으로 구동할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 방향은 백래쉬에 의한 오차를 보상하기 위한 방향인 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 역방향인 제2 방향으로 구동하고,
상기 피크 위치 검출부는,
상기 초점 렌즈를 제1 방향 및 상기 제2 방향으로의 구동을 통해 백래쉬를 보상한 피크 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 연산 수단은,
상기 제1 방향의 제1 피크 위치 및 상기 제1 방향의 제2 피크 위치, 및 상기 제1 피크 위치와 상기 제2 피크 위치 사이의 시간 차이를 이용해 상기 동체의 속도를 연산하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 연산 수단은,
상기 제1 방향의 제1 피크 위치와 상기 제1 피크 위치에서의 시간, 상기 제1 방향의 제2 피크 위치와 상기 제2 피크 위치에서의 시간, 및 상기 제1 방향의 제3 피크 위치와 상기 제3 피크 위치에서의 시간을 이용해서 상기 동체의 속도를 연산하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 동체의 속도와 노출 시각까지의 시간부터 합초 위치를 연산하여 동체 예측 AF를 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 초점 평가값 계산부는,
상기 제1 방향으로 1VD 신호의 기간 동안, 상기 초점 렌즈를 소정량 구동시켜 적어도 1회의 초점 검출 평가값을 계산하고,
상기 제1 방향의 역방향으로 상기 1VD 신호의 기간 동안, 상기 초점 렌즈를 소정량 구동시켜 적어도 1회의 초점 검출 평가값을 계산하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 소정량은,
초점 심도 이상의 디포커스량인 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 초점 평가값 계산부는,
상기 제1 방향으로 1VD 신호의 기간 동안, 상기 초점 렌즈를 미소량 구동시켜 적어도 1회의 초점 검출 평가값을 계산하고,
상기 제1 방향의 역방향으로 상기 1VD 신호의 기간 동안, 상기 초점 렌즈를 미소량 구동시켜 적어도 1회의 초점 검출 평가값을 계산하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 미소량은,
초점 심도 정도의 디포커스량인 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 장치.